3.1mm 紅色LED 發光強度 180-400mcd - 電壓 2.4V - 功率 75mW - 粵語技術規格書

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款高效率、低功耗嘅紅色LED規格，佢採用3.1mm直徑嘅直插式封裝。呢個元件使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片作為光源，封裝喺透明透鏡入面。佢設計用於靈活安裝喺印刷電路板（PCB）或面板上，由於所需電流低，所以同集成電路兼容性高。主要應用目標包括各種需要可靠、可見信號指示嘅電子設備中嘅通用指示燈。

1.1 核心優勢

• 高發光強度：喺20mA正向電流下，典型輸出達到400毫坎德拉（mcd），確保高可見度。
• 能源效益：具有低功耗特性，喺標準驅動電流下高效運作。
• 細小兼靈活：3.1mm封裝可以靈活整合到空間有限嘅設計中。
• 驅動器兼容性：適合直接用低電流邏輯電路驅動，簡化系統設計。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗元件可能受到永久損壞嘅應力極限。喺呢啲條件下操作並唔保證。

• 功耗（P_D）：最大75 mW。呢個係LED封裝可以處理嘅總功率，計算方式為正向電壓（V_F）× 正向電流（I_F）。
• 正向電流：直流正向電流（I_F）唔可以超過30 mA。喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度），可以容許高達90 mA嘅更高峰值正向電流。
• 熱降額：當環境溫度（T_A）每升高1°C超過50°C時，最大允許直流正向電流必須線性降低0.4 mA。
• 反向電壓（V_R）：5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓可能導致結擊穿。
• 溫度範圍：元件操作溫度範圍為-40°C至+100°C，儲存溫度範圍為-55°C至+100°C。
• 焊接溫度：當測量點距離LED本體1.6mm時，引腳可以承受260°C達5秒。

2.2 電氣及光學特性

呢啲參數喺環境溫度（T_A）25°C下測量，定義咗元件嘅典型性能。

• 發光強度（I_V）：喺I_F= 20mA時，範圍從最小180 mcd到典型400 mcd。測量遵循CIE明視覺響應曲線。
• 視角（2θ_1/2）：45度。呢個係光強度下降到其軸向峰值一半時嘅全角。
• 波長：峰值發射波長（λ_P）典型值為632 nm。主波長（λ_d），即人眼感知嘅顏色，典型值為624 nm。頻譜帶寬（Δλ）為20 nm。
• 正向電壓（V_F）：典型值2.4V，喺I_F= 20mA時最大值為2.4V。
• 反向電流（I_R）：當施加5V反向電壓（V_R）時，最大值為100 µA。
• 電容（C）：喺零偏壓同1MHz頻率下測量，典型值為40 pF。

3. 分級系統說明

LED根據關鍵光學參數進行分級，以確保同一生產批次內嘅一致性。零件編號LTL1CHJETNN包含分級代碼。

3.1 發光強度分級

單位為mcd，喺20mA下測量。每個分級極限嘅容差為±15%。

• 分級HJ：180 mcd（最小）至310 mcd（最大）。零件編號表示呢個LED屬於HJ分級。
• 分級KL：310 mcd至520 mcd。
• 分級MN：520 mcd至880 mcd。

3.2 主波長分級

單位為nm，喺20mA下測量。每個分級極限嘅容差為±1nm。零件編號無指定波長分級，因此元件使用典型值624 nm。

• 分級H27：613.5 nm至617.0 nm
• 分級H28：617.0 nm至621.0 nm
• 分級H29：621.0 nm至625.0 nm
• 分級H30：625.0 nm至629.0 nm
• 分級H31：629.0 nm至633.0 nm

4. 性能曲線分析

規格書參考咗典型特性曲線，以圖形方式說明關鍵參數之間嘅關係。呢啲對設計至關重要。

• I-V曲線（電流對電壓）：顯示正向電壓同電流之間嘅指數關係。喺20mA下典型V_F為2.4V，係呢條曲線上嘅一個點。
• 發光強度對正向電流：展示光輸出如何隨電流增加，通常喺工作範圍內呈近線性關係。
• 發光強度對環境溫度：說明當結溫升高時光輸出會下降，突顯熱管理嘅重要性。
• 頻譜分佈：相對強度對波長嘅圖表，顯示峰值喺~632 nm同20 nm半高寬，確認純紅色。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

LED封裝喺一個直徑3.1mm嘅圓柱形封裝內。關鍵尺寸註明包括：

• 所有尺寸單位為毫米（括號內為英寸）。
• 除非另有說明，否則適用±0.25mm（±0.010\"）嘅一般公差。
• 法蘭下方樹脂嘅最大凸出為1.0mm（0.04\"）。
• 引腳間距喺引腳離開封裝本體嘅位置測量。

5.2 極性識別

對於直插式LED，較長嘅引腳通常表示陽極（正極）。陰極（負極）通常由LED透鏡上嘅平邊或較短嘅引腳表示。應查閱規格書圖表以了解呢個元件嘅具體極性標記。

6. 焊接及組裝指引

6.1 引腳成型

• 彎曲必須喺距離LED透鏡底座至少3mm嘅位置進行。
• 唔可以用引線框架嘅底座作為支點。
• 成型必須喺室溫下進行，並且喺焊接過程之前完成。
• PCB組裝期間應使用最小嘅夾緊力，以避免機械應力。

6.2 焊接過程

• 保持透鏡底座到焊點之間至少有2mm嘅間距。
• 避免將透鏡浸入焊料中。
• 當LED因焊接而變熱時，唔好對引腳施加應力。
• 推薦焊接條件：
  • 烙鐵：最高溫度300°C，最長時間3秒（僅限一次）。
  • 波峰焊：預熱最高100°C，最長60秒；焊波最高260°C，最長10秒。
• 警告：過高溫度或時間會導致透鏡變形或造成災難性故障。

6.3 儲存及處理

• 儲存：建議環境溫度唔超過30°C，相對濕度唔超過70%。
• 保存期限：從原包裝取出嘅LED應喺三個月內使用。如需更長儲存時間，請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境。
• 清潔：如有需要，可使用異丙醇等酒精類溶劑。

7. 包裝及訂購資料

7.1 包裝規格

LED包裝喺防靜電袋中，以防止ESD損壞。

• 包裝袋：每袋1000、500或250件。
• 內盒：10個包裝袋，總共10,000件。
• 外箱：8個內盒，每個出貨批次總共80,000件。批次中最後一包可能唔係滿嘅。

8. 應用設計建議

8.1 驅動電路設計

LED係電流驅動器件。為確保亮度均勻，特別係當並聯多個LED時，必須為每個LED串聯一個限流電阻。

• 推薦電路（模型A）：每個LED都有自己嘅串聯電阻。咁樣可以補償個別LED之間正向電壓（V_F）嘅差異，確保每個LED獲得相同電流，從而發出相同亮度。
• 唔推薦嘅電路（模型B）：唔建議將多個LED並聯並共用一個電阻。V_F嘅微小差異可能導致顯著嘅電流不平衡，造成亮度不均。

串聯電阻值（R_S）使用歐姆定律計算：R_S= (V_電源- V_F) / I_F。使用典型V_F2.4V同期望I_F20mA，電源5V：R_S= (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω。標準130Ω或150Ω電阻都適合。

8.2 靜電放電（ESD）保護

LED對靜電放電敏感。必須採取預防措施：

• 人員必須佩戴接地手環或防靜電手套。
• 所有設備、工作台同儲物架必須正確接地。
• 使用離子發生器中和可能積聚喺塑膠透鏡上嘅靜電荷。
• 實施人員ESD認證檢查表，並喺工作區域設置適當標誌。

8.3 應用範圍及注意事項

呢款LED適用於普通電子設備（辦公室、通訊、家庭）。對於故障可能危及生命或健康嘅應用（航空、醫療、安全系統），使用前需要特定諮詢同批准。呢點突顯咗該元件適用於通用指示，但未經進一步認證唔適用於安全關鍵角色。

9. 技術比較及區分

同舊技術（如GaAsP紅色LED）相比，呢款AlInGaP器件提供顯著更高嘅發光效率，喺相同電流下輸出更光。3.1mm封裝係常見嘅行業標準，確保與現有PCB佈局同面板開孔廣泛兼容。詳細嘅分級系統為設計師提供可預測嘅性能參數，相比無分級或規格寬鬆嘅元件，呢個係一個優勢。規格書中包含嘅全面應用注意事項（ESD、焊接、驅動方法）係一個標誌，表明呢個元件文件記錄完善，旨在確保現場可靠性。

10. 常見問題（FAQs）

10.1 用5V電源應該用幾多歐姆電阻？

對於典型正向電流20mA同正向電壓2.4V，使用130Ω電阻。請始終根據你嘅特定電源電壓同期望電流進行計算。

10.2 可以用一個電阻驅動多個LED嗎？

唔建議。並聯連接時，應始終為每個LED使用獨立嘅限流電阻，以確保亮度均勻。

10.3 點解視角咁重要？

45度視角表示光束相對集中。對於廣角照明，擴散透鏡或視角更寬嘅LED（例如120°）會更適合。呢款LED係定向指示嘅理想選擇。

10.4 溫度點樣影響性能？

發光強度隨溫度升高而降低。為保持亮度一致，如果LED喺高環境溫度或高電流下運作，請考慮熱管理。必須應用超過50°C時每°C 0.4 mA嘅降額因子。

11. 實用設計案例分析

場景：設計一個狀態指示面板，有十個相同嘅紅色LED顯示系統運行中。

設計步驟：

1. 電源：有一個穩壓嘅5V直流電源軌可用。
2. 電流選擇：選擇I_F= 20mA，喺30mA最大值內獲得良好亮度。
3. 電路拓撲：將十個LED全部並聯到5V電源軌。
4. 電流限制：為每個LED嘅陽極串聯一個130Ω電阻。
5. 功率計算：每個LED功率：P = V_F× I_F≈ 2.4V × 0.02A = 48mW，遠低於75mW最大值。電源總電流：10 × 20mA = 200mA。
6. 佈局：PCB設計時確保3mm引腳彎曲半徑同2mm焊接間距。提供一個共同、穩固嘅接地層。
7. 組裝：遵循指定嘅波峰焊曲線，以防止熱損壞。

呢個方法保證所有指示燈亮度均勻同長期可靠運作。

12. 工作原理

LED係一種半導體二極管。當施加超過其結電位（呢款AlInGaP器件約為2.4V）嘅正向電壓時，電子同空穴喺半導體晶片嘅有源區內復合。呢個復合過程以光子（光）嘅形式釋放能量。半導體（AlInGaP）嘅特定材料成分決定咗發射光嘅波長（顏色），喺呢個情況下係紅色頻譜（~624 nm主波長）。透明環氧樹脂透鏡用於保護半導體晶粒、塑造光輸出光束（45°視角）並增強晶片嘅光提取效率。

13. 技術趨勢

使用AlInGaP材料代表咗對舊LED技術嘅進步，提供更高效率同更好嘅溫度穩定性。行業趨勢繼續朝向更高效率嘅材料同封裝發展。雖然像呢款3.1mm LED嘅直插式元件對於原型製作、維修同某些需要穩固機械安裝嘅應用仍然至關重要，但更廣泛嘅市場已顯著轉向表面貼裝器件（SMD）封裝（例如0603、0805、3528）。SMD LED喺自動化組裝、節省電路板空間同熱管理方面具有優勢。然而，直插式LED喺教育環境、愛好者項目以及偏好手動焊接或高機械結合強度嘅應用中仍然保持相關性。